既有城鎮住宅的抗震鑒定與加固

陳曦 李文峰

自20世紀60年代起，我國各地陸續建造了大量民用住宅建筑，依據國家統計局數據及《中國住房存量報告：2019》調查結果，我國目前既有城鎮住宅建筑面積約275億平方米，其中，1997年前建成的面積約162億平方米，占當前城鎮住宅存量面積的59%。受制于當時的經濟水平以及對工程抗震認知程度的不足，這些房屋許多未經合理的抗震設計，尤其是1978年前建造的建筑，已成為國家防災減災工程中的薄弱環節。隨著我國經濟的急速發展、城鎮化速度的不斷加快、財富存量的不斷累積，地震災害帶來的人員傷亡與經濟損失可能也在不斷擴大。因此，對這些抗震性能不足的既有老舊住宅建筑進行加固改造就顯得尤為必要。歷史震害經驗表明，通過合理、恰當的結構加固可顯著提高結構抗震性能，實現“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設防目標。

建筑抗震加固工作的一般流程可概括為：1）結構檢測（含安全性鑒定）；2）抗震鑒定；3）加固方案比選及抗震加固設計；4）施工圖審查；5）加固施工；6）竣工驗收。就我國既有城鎮住宅而言，20世紀60—90年代以砌體結構住宅居多，90年代后，混凝土結構住宅建筑比例逐漸提高。本文將針對砌體結構及混凝土結構住宅，從第2、3、5點對既有城鎮住宅抗震鑒定及加固工作的主要內容及注意要點進行具體闡述。

既有城鎮住宅的抗震鑒定

并非所有的城鎮建筑均需要進行抗震性能鑒定，依據《建筑抗震鑒定標準》（GB 50023）要求，當：1）接近或超過設計使用年限需要繼續使用時；2）原設計未考慮抗震設防或抗震設防要求提高時；3）需要改變結構的用途和使用環境時，應進行抗震鑒定。當然，對于出現未按照規定變動建筑主體和承重結構、因事故導致結構整體損傷等情形時，也應進行抗震性能鑒定。

既有城鎮住宅應依據建筑所在地區的抗震設防烈度、抗震設防類別、后續使用年限、結構類型等，按現行國家及地方相關標準要求進行抗震鑒定。房屋現狀檢測報告是房屋抗震鑒定的主要依據，其深度應滿足國家、地方相關規范標準的要求以及抗震鑒定的需求，相關檢測數據還應當具有可復驗性。

（一）抗震鑒定的工作流程

抗震鑒定工作內容主要包括：1）收集資料：收集建筑的地質勘察報告、設計施工圖、竣工及驗收資料。若房屋曾進行過加固改造，還應收集檢測鑒定報告、加固改造設計施工圖、加固改造竣工及驗收資料等。當原建筑結構圖紙缺失時，還應進行現場實測。2）現狀評估與檢測：調查評估城鎮住宅現狀與原始資料相符合的程度、施工質量、使用狀況、加固改造及受災情況等。同時，根據鑒定及加固設計的需要進行現場檢測。3）綜合評價（步驟詳見圖1）：依據各類建筑結構的特點、建成年代、結構布置、材料強度、抗震構造及抗震驗算等結果，進行綜合抗震能力分析。必要時，還應對結構正常使用極限狀態下的承載能力進行判定。

（二）抗震鑒定的基本原則

既有城鎮住宅的抗震鑒定應以結構體系鑒定、構造措施鑒定及抗震驗算為主，進行綜合抗震性能評價，并符合以下基本原則：1）不同結構類型的住宅建筑，抗震鑒定時檢查的重點、內容和要求不同，應采用不同的鑒定方法；2）抗震鑒定時，應區分重要部位和一般部位，按不同的要求進行檢查和鑒定；3）對抗震性能有整體影響的構件和僅有局部影響的構件，在進行綜合抗震性能分析時應區別對待。

（三）抗震鑒定報告要求

抗震鑒定報告應包括工程概況、鑒定依據、現狀調查及檢測結果、鑒定過程、評定等級、結論及建議等內容，并對建筑整體抗震性能做出評價。對符合抗震鑒定要求的建筑應明確其后續使用年限，對不符合抗震鑒定要求的建筑應給出適宜的處理建議。此外，抗震鑒定的成果應能夠滿足抗震加固設計的需要。

既有城鎮住宅的抗震加固設計

經過多年的科學研究及工程實踐經驗總結，我國已經形成了概念清晰、層次鮮明的既有建筑加固改造方法。常規的結構整體抗震加固方法有：圈梁構造柱加固法、增大截面加固法、增設剪力墻加固法、外包型鋼加固法、鋼筋網水泥砂漿面層加固法、鋼筋混凝土面層加固法等。但就城鎮住宅建筑而言，這些方法不完全適用，城鎮住宅宜遵循不入戶或少入戶、不減小使用面積、減少對住戶干擾、注重美觀的總體原則進行抗震加固設計。

圖1 綜合評價流程圖

2011年，北京市人民政府曾出臺《北京市房屋建筑抗震節能綜合改造工作實施意見》（京政發〔2011〕32號），要求2015年年底完成北京市城鎮住宅建筑的綜合改造工作。但從實施情況來看，效果不明顯，較多房屋雖已完成了抗震加固設計，但加固施工實施推進緩慢，主要原因在于，部分抗震性能較差的房屋需配合“內部板墻、內部鋼筋網砂漿面層加固法或內部構件增大截面法”使用，內部加固導致套內建筑使用面積的減少、內部裝修完全破壞，居民普遍抵制。

因此，針對既有住宅建筑抗震的加固設計方案，宜具有以下特點：1）能夠解決結構抗震性能不足問題且具有可實施性；2）無須進入建筑內部施工或內部施工量極少；3）加固過程不影響現有建筑功能的使用或僅在極短時間內影響功能使用；4）便于施工、現場濕作業量小、加固費用適宜。結合上述原則，本文針對砌體住宅建筑和混凝土住宅建筑，選取了一些常用、適用的加固方案，并對各加固方案的具體特點進行了比較，對加固方案的適用條件進行了分析。

（一）砌體住宅抗震加固

多層砌體住宅抗震加固應結合場地條件、造價和工期要求等，針對結構實際抗震問題，選擇適宜的抗震加固方案。常用的砌體住宅加固方案可概括為：外加圈梁構造柱加固法、外套結構加固法、外墻外側加固法（外墻鋼筋混凝土板墻或者鋼筋網砂漿面層加固等）、內部加固法（內部鋼筋混凝土板墻或者鋼筋網砂漿面層加固等），如圖2～圖5所示，各加固方案的特點比較詳見表1。各建筑單體根據抗震性能的實際問題，可按下述原則選用加固方案：

圖2 外加圈梁構造柱加固

圖3 外套結構加固

圖4 外墻外側加固

圖5 內部加固

1.當結構抗震承載力滿足要求，圈梁構造柱等抗震構造措施不足時，可采用外加圈梁構造柱（含內部增設鋼拉桿）的方法；

2.當圈梁構造柱等抗震構造措施滿足要求，結構抗震承載力不足時，可采用外墻外側加固的方法；

3.當砌體結構橫墻方向抗震承載力明顯不足時，需同時對橫向墻體進行內部加固；

4.當圈梁構造柱等抗震構造措施、結構抗震承載力均不滿足要求時，可采用外加圈梁構造柱與外墻外側加固相結合的方法；當結構橫墻方向抗震承載力明顯不足時，需同時結合內部橫墻加固；

5.當圈梁構造柱等抗震措施、結構抗震承載力均不滿足時，且建筑場地條件具備一定的外擴空間時，可采用外套結構加固法；

6.當建筑外部不具備加固條件、內墻豎向承載力不滿足要求時，可采用內部整體加固的方法。

（二）混凝土住宅抗震加固

常見的混凝土住宅結構體系有框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構等。框架結構住宅一般可采用消能減震加固法、增設抗震墻加固法等方式進行整體性加固；剪力墻結構住宅可對外圍剪力墻采用外側增大截面法加固；框架-剪力墻結構住宅可采用增設抗震墻加固的方法進行加固。

增大截面加固法、增設鋼絞線-聚合物砂漿面層加固法、粘貼鋼板或纖維布加固法等，可用于對框架梁柱或抗震墻等結構構件進行直接加固，但這些方法內部施工量相對較大，對居民生活會產生一定程度的影響，各加固方案的特點比較詳見表2。就混凝土結構住宅而言，可按下述原則選用加固方案：

1.框架結構可采用外圍增設消能裝置（圖6 & 圖10）、增設抗震墻（圖7 & 圖11，利用框架結構外墻增設翼墻，或利用房屋內部的樓梯間、電梯間增設抗震墻）等方法進行加固，框架-剪力墻結構可采用增設抗震墻（圖7 & 圖11）的方法進行加固。住宅內部構件確實有加固需求時，盡量采用加固影響范圍小、對門窗洞口影響不明顯的方法。此外，框架結構加固還應注意避免因加固不當而形成樓層剛度及承載力分布不均勻、形成短柱短梁、強梁弱柱等新的薄弱環節的情況。

表1 砌體住宅常用抗震加固方法的特點

表2 混凝土住宅常用抗震加固方法的特點

圖6 外圍消能減震加固

圖8 外圍剪力墻增大截面

圖7 增設抗震墻加固

圖9 增大截面加固（柱）

2.剪力墻結構可采用對外圍剪力墻增大截面法加固（圖8 & 圖12，加厚原有結構外圍剪力墻）等方法進行加固，內部構件確實需要加固時，盡量采用加固局部墻體的方法，力求避免普遍性的墻體直接加固。

圖10 框架結構外圍消能減震加固典型平面布置示意

圖11 增設抗震墻加固典型平面布置示意

圖12 外圍剪力墻增大截面加固典型平面布置示意

（三）新型抗震加固方法

本節針對城鎮住宅介紹了一些常用的抗震加固方法，一些新型的抗震加固方法如減隔震加固法，也可用于城鎮住宅的加固。減隔震技術已在蘆山地震中被證實能夠有效減輕地震作用，提升房屋建筑的抗震能力，保障人民生命財產安全。

既有城鎮住宅的抗震加固施工

既有城鎮住宅的抗震加固施工應由具有特種工程（結構補強）專業資質的單位進行施工，相關的施工作業人員也應具有相應崗位的資格證書。同時，施工單位應綜合考慮住宅特點、住戶是否周轉等因素，有針對性地編制施工組織方案。

抗震加固施工前，建設單位、監理單位、設計單位及施工單位應共同對建筑現狀做全面細致的檢查，對重點加固部位做好記錄并留存影像資料。在檢查過程中，若發現加固設計圖紙未包含某些需要進行加固修復的情況，設計單位應對原有加固設計方案進行調整。此外，施工單位還應充分分析施工過程中可能發生的裂縫發展、構件開裂、結構傳力路徑變化、房屋傾斜或倒塌等情況，確定可能存在的重大危險源，并有針對性地編制專項應急預案。

抗震加固施工過程中，施工單位還應組織測量核對構件實際尺寸，發現與住宅原始資料差異較大時，應及時通知參建各方協商處理。同時，應采取可靠措施避免或減少因施工造成的原有結構構件損傷。對于一些隱蔽部位的構造缺陷，如混凝土密實度不足、鋼筋銹蝕、承重墻體粉化等情形，一旦發現，應立即暫停施工，在采取有效措施進行處理后，方可繼續施工。

結論及建議

總結我國近年來抗震加固工作的經驗，結合現有住宅建筑抗震鑒定及加固技術，筆者建議從如下幾個方面建立并完善既有住宅建筑抗震加固管理制度：

1.合理把握棚戶區改造和抗震加固改造的界限。對能夠納入棚戶區改造的，按照棚戶區改造政策實施；對不屬于棚戶區改造范圍的，實施抗震加固改造。

2.合理確定抗震加固與拆除的界限。經鑒定不符合抗震設防要求的既有住宅，建議以效益比（加固費用/拆除重建費用）界定加固與拆除的界限。確定效益比時，既要考慮加固設計方案的科學性，又要考慮加固方案的可實施性，最終予以確定。

3.優化改造工程組織實施方式。城鎮住宅抗震改造面臨居民意見難統一、自建房屋拆除難等問題，強行組織實施很容易激化矛盾。抗震加固改造宜采用政府組織、居民申請的方式，待全體居民100%同意抗震加固改造后，再實施抗震改造。

4.開展清單管理模式研究。對參與抗震鑒定及加固工作的企業和個人，要實施負面清單管理制度。對不配合抗震加固的企業和個人，通過負面清單，讓責任人在社會活動中寸步難行；對偷工減料的企業，應探索實施懲罰性賠償制度，真正保障城鎮住宅建筑抗震加固工程質量。